USC teadlased leidsid potentsiaalse tee odavate ja stabiilsete päikesepatareide loomiseni, mis on tehtud üliväikestest nanokristallidest. Need nanokristallid võivad eksisteerida vedela tindina ning neid võib puhastele pindadele värvina kanda või printida.
Päikese-nanokristallid on umbes nelja nanomeetri suurused. See tähendab, et selliseid nanokristalle mahuks nööpnõela peale 250 000 000 000. Neid üliväikeseid nanokristalle on võimalik segada vedela lahusega selleks, et „printida päikesepatareisid nii, nagu prinditakse ajalehti,“ väitis Richard L. Brutchey, USC keemiaprofessor. Brutchey arendas koos teadlase David H. Webberiga välja uue pinnakatte nanokristallide jaoks, mis on valmistatud pooljuhist kaadmium seleniidist. Uurimustöö tulemused avaldati teadusajakirjas Dalton Transactions, vahendab Phys.org.
Illustreeriv pilt kristallränist tahvel-päikesepatarei. Pilt: Wikipedia.org.
Vedelaid nanokristall-päikesepatareisid on odavam toota kui üksikkristallränist tahvel-päikesepatareisid, kuid need pole päikesevalguse elektriks muundamisel kaugeltki nii tõhusad. Brutchey ja Webber lahendasid ühe vedelate päikesepatareide võtmeprobleemidest – kuidas luua stabiilne vedelik, mis juhib ka elektrit.
Varem kinnitati orgaanilisi ligandmolekule nanokristallide külge, et hoida neid püsivatena ning takistada neid teineteise külge kleepumast. Need molekulid olid ka kristallidele isolaatoriteks, mis muutis kogu süsteemi väga halvaks elektrijuhiks. „See on olnud oma alal tõeliseks väljakutseks,“ sõnas Brutchey.
Brutchey ja Webber avastasid sünteetilise ligandi, mis stabiliseerib nanokristalle ja ehitab ka üliväikeseid „sildu“, mis ühendavad omavahel nanokristalle ja aitavad elektrivoolu edasi kanda. Kuna teadlaste meetodis on kätketud suhteliselt madalal temperatuuril kulgev protsess, saab võimalikuks päikesepatareide printimine klaasi asemel plastikule ilma sulamisprobleemideta. Tulemuseks saadakse painduv päikesepaneel, mida võib vormida ja seega pea igasse kohta sobitada.
Uurimustööd jätkates plaanib Brutchey töötada nanokristallidega, mis on valmistatud teistest ainetest kui kaadmium, sest selle kasutamine tööstuslikes rakendustes on piiratud mürgisuse tõttu. „Ehkki selle tehnoloogia turule toomine on aastate kaugusel, näeme ees selget rada selle tehnoloogia integreerimiseks järgmise põlvkonna päikesepatarei-tehnoloogiatesse,“ väitis Brutchey.
Teadusartikkel: „Nanocrystal ligand exchange with 1,2,3,4-thiatriazole-5-thiolate and its facile in situ conversion to thiocyanate“
Leave a Reply